車輛中心 研究發展處 徐祥傑

根據台灣警政署2016年交通事故資料統計，追撞前車或遭到後車追撞的比例高達 38.8 %，而碰撞發生之兩大主因是「駕駛人不專心」與「未保持安全車距」，因此各大車廠已將自適應巡航控制系統(Adaptive Cruise Control, ACC)納為選用配備，透過該系統可有效輔助駕駛人保持車速與前車間距，減低駕駛者疲勞，甚至達成半自動駕駛之行車效果。

車輛中心(ARTC)所研發之ACC系統係結合模糊控制(fuzzy control)及比例積分控制(PID control)，並以系統所限定之安全跟車時間間距(time gap)及駕駛者輸入之巡航速度為控制參數，適當控制油門與煞車，達成適應前車之行駛狀態。其中安全跟車時間間距相當於安全碰撞時間(Time To Collision, TTC)，當雷達感測前方無車時，系統即依據設定之巡航目標速度控制車速，此為「定速巡航」；當前方出現速度較慢的車輛且低於碰撞時間時，系統將根據碰撞時間所估算之安全距離，作為跟車距離並調整車速，此為「定距跟隨」；當前方車輛離開行駛車道時，則回復為定速巡航模式。

ARTC透過駕駛模擬平台環境，利用PreScan、MATLAB/Simulink、CarSim、Opal-RT等軟體進行模擬分析，PreScan可模擬先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance System, ADAS)複雜之行車環境，以及車輛動態模擬分析，讓車輛在不同3D道路環境路面上，系統對環境偵測準確性與行車控制之可靠性等做出反應能力。為了讓工程師即時觀察車輛動態，PreScan提供圖形化使用者介面(Graphical User Interface, GUI)，使設計工程人員容易了解系統狀況，減少開發所需的時間，圖1為PreScan模擬及GUI輸出結果。

圖1. PreScan模擬及GUI輸出結果

圖2為PreScan模擬ACC系統在遇到前方車輛減速後加速時情境，當前方車輛減速，此時ACC系統會作動使車輛減速避免與前車碰撞，之後前方車輛會慢慢加速駛離，系統也會跟著前方車輛慢慢加速至與前車保持等速行駛為止，圖3為PreScan模擬前方車輛減速後加速之圖表分析。

圖2. PreScan模擬ACC系統在遇到前方車輛減速後加速時模擬情境

圖3. PreScan模擬前方車輛減速後加速之(a)系統車距、(b)車速、(c)加速度變化分析

觀察圖3(a)、(b)可發現ACC系統能有效地減速避免與前方車輛發生碰撞，並能在前車加速駛離時，跟隨前車保持安全距離及等速度穩定行駛，另外從(c)加速度值變化顯示，系統得控制加減速度介於3~-4 m/s2以保持駕駛舒適度，此模擬結果證明系統不僅具有安全性也有良好的舒適性。

ACC系統的開發目的，是希望有效增加道路使用率，減輕駕駛者負擔與增進行車安全，同時ACC系統可降低油耗與汙染，有效減少煞車作動次數，提升行車環境安全性，同時達到節能的效果。然而，ACC系統在運作時雖然可以主動控制車速，但駕駛者在系統運作時仍須承擔駕駛責任，作為車輛最高控制者，駕駛人必須隨時依據前方車況，主動調整系統設定，面臨突發狀況時亦須即時主動介入車輛控制，以維持行車安全。